專利名稱：同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于客車技術領域，具體地說，尤其涉及同軸并聯(lián)式油電/氣電混合
動力客車三類底盤。
背景技術：
隨著全球石油儲量的下降，燃油的價格在不斷地上漲；而且汽車的迅猛發(fā)展也為 城市的環(huán)境帶來極大的破壞，這些因素使得人們在尋找燃油替代品的同時，尋求節(jié)能環(huán)保 的混合動力汽車。 目前，我國城市公交客車運營線路超過16萬公里，客車保有量超過33萬輛，但這 些車輛均是在以內(nèi)燃機為動力的普通客車底盤基礎上制造的，故車輛行駛經(jīng)濟性、排放高 等問題一直難以解決，加上城市道路建設跟不上車輛的發(fā)展，城市交通擁堵的情況日益嚴 重，作為城市交通主力軍的公交客車時走時停，行車緩慢。傳統(tǒng)的燃油、燃氣公交客車在這 種復雜的城市工況下其固有弊端更為明顯，由于發(fā)動機始終運行于低效率高排放的工況 下，因而能源消耗大、排放水平差、黑煙、高溫現(xiàn)象嚴重，對城市環(huán)境產(chǎn)生了很大的負面影 響。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種成本低、維修簡便，能有效降低燃 料消耗和尾氣排放的同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤。 本實用新型的技術方案如下一種同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底 盤，在車架的前部安裝前橋，后部安裝驅(qū)動橋，尾部安裝燃油/燃氣發(fā)動機，所述燃油/燃氣 發(fā)動機的前方具有變速箱，該變速箱的輸出軸與驅(qū)動橋連接，其關鍵在于在所述燃油/燃 氣發(fā)動機與變速箱之間設有自動離合器和電動機/發(fā)電機一體機，燃油/燃氣發(fā)動機的輸 出端與自動離合器的輸入軸連接，自動離合器的輸出軸與電動機/發(fā)電機一體機轉子的一 端連接，電動機/發(fā)電機一體機轉子的另一端與變速箱的輸入軸連接；在所述燃油/燃氣發(fā) 動機的上方設置動力電池組，該動力電池組經(jīng)導線與逆變器相連，逆變器經(jīng)導線與電動機/ 發(fā)電機一體機相連；所述燃油/燃氣發(fā)動機、自動離合器、電動機/發(fā)電機一體機及逆變器 經(jīng)CAN總線與動力傳動系統(tǒng)總控制器連接，該動力傳動系統(tǒng)總控制器經(jīng)導線分別與純電動 模式開關和電子油門相連，動力傳動系統(tǒng)總控制器接收該純電動模式開關和電子油門發(fā)出 的指令，輸出控制指令給燃油/燃氣發(fā)動機、自動離合器、電動機/發(fā)電機一體機及逆變器。 本實用新型采用自動離合器和手動變速箱或機械自動變速箱結合，一方面生產(chǎn)、 維修容易，可以大幅度的降低車輛制造成本；另一方面，能保持混合動力客車的多種工作模 式，有利于油電/氣電混合動力客車的推廣。 上述逆變器和動力傳動系統(tǒng)總控制器分居在變速箱的兩旁，其中逆變器安裝在車 架右縱梁的外側，動力傳動系統(tǒng)總控制器安裝在車架左縱梁的外側。以上方式布置合理，有 利于拆裝及走線。
3[0008] 上述發(fā)動機為以柴油或天然氣、液化石油氣、煤層氣為燃料的發(fā)動機。 上述變速箱為手動變速箱或機械自動變速箱。 上述動力電池組具有充電接口外接充電裝置。 本實用新型可根據(jù)客車的運行情況，調(diào)整動力輸出模式，以降低能源消耗。具體 為 (1)當啟動開關接通且動力電池組電量大于30%時，進入動力電機啟動發(fā)動機模 式，在該模式下，動力傳動系統(tǒng)總控制器發(fā)出控制指令，動力電池組放電，經(jīng)逆變器將直流 電轉換為交流電，驅(qū)動電動機/發(fā)電機一體機轉動，自動離合器閉合，從而啟動燃油/燃氣 發(fā)動機。 (2)當車輛停站或遇紅燈等待時(動力電池組電量大于30%)，動力傳動系統(tǒng)總控 制器自動關閉發(fā)動機，進入發(fā)動機自動停機/啟動模式。當車輛采用發(fā)動機自動停機/啟 動模式時，電子油門發(fā)出指令，動力傳動系統(tǒng)總控制器接收電子油門發(fā)出的指令后，發(fā)出控 制指令，動力電池組放電，經(jīng)逆變器將直流電轉換為交流電，驅(qū)動電動機/發(fā)電機一體機轉 動驅(qū)動車輛起步，在這個過程中，燃油/燃氣發(fā)動機的啟動機自動啟動發(fā)動機，離合器自動 閉合。 (3)當按下純電動模式開關時(動力電池組電量大于30%)，進入純電動模式，當 車輛采用純電動模式時，電子油門發(fā)出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器接收后，動力傳動系 統(tǒng)總控制器發(fā)出控制指令，自動離合器分離，動力電池組放電，經(jīng)逆變器將直流電轉換為交 流電，驅(qū)動電動機/發(fā)電機一體機轉動，電動機/發(fā)電機一體機帶動變速箱運轉，從而帶動 驅(qū)動橋，驅(qū)動車輛行駛。(4)當動力電池組電量大于30%，且發(fā)動機轉速在1800轉以下時，進入燃油/燃 氣發(fā)動機和電動機/發(fā)電機一體機共同驅(qū)動模式(并聯(lián)驅(qū)動模式)，當車輛采用燃油/燃氣 發(fā)動機和電動機/發(fā)電機一體機共同驅(qū)動模式時，電子油門發(fā)出指令，由動力傳動系統(tǒng)總 控制器接收后，發(fā)出控制指令，燃油/燃氣發(fā)動機運轉，自動離合器閉合，同時，動力電池組 放電，經(jīng)逆變器將直流電轉換為交流電，驅(qū)動電動機/發(fā)電機一體機轉動，由發(fā)動機和電機 的合成力矩帶動變速箱運轉，從而帶動驅(qū)動橋，驅(qū)動車輛加速行駛。 (5)當動力電池組電量小于30%，或者發(fā)動機轉速在1800以上時，進入燃油/燃 氣發(fā)動機單獨驅(qū)動模式，當車輛采用燃油/燃氣發(fā)動機單獨驅(qū)動模式運行時，電子油門發(fā) 出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器接收后，發(fā)出控制指令，燃油/燃氣發(fā)動機運轉，自動離 合器閉合，帶動電動機/發(fā)電機一體機、變速箱運轉，從而帶動驅(qū)動橋，驅(qū)動車輛行駛，此時 發(fā)動機若有富余功率，電機轉換為交流發(fā)電狀態(tài)，經(jīng)逆變器將交流電轉換為直流電，對鋰離 子動力電池組進行充電。 (6)當動力傳動系統(tǒng)總控制器收到剎車踏板的制動信號時，進入再生制動模式，動
力傳動系統(tǒng)總控制器收到制動信號后，發(fā)出控制指令，電動機/發(fā)電機一體機轉換為交流
發(fā)電機狀態(tài)，由驅(qū)動橋傳來的慣性扭矩，經(jīng)變速箱帶動電動機/發(fā)電機一體機運轉，電動機
/發(fā)電機一體機發(fā)電，經(jīng)逆變器將交流電轉換為直流電，對動力電池組進行充電。
(7)當上述六種模式全部屏蔽時，可進入外接充電模式，可用外接充電器的方式對
動力電池組進行充電。 本實用新型技術的有益效果是
4[0020] (1)本實用新型降低了制造成本，并且便于維修，可根據(jù)客車的運行情況調(diào)整動力 輸出模式，可以大幅度地降低燃料消耗和尾氣排放，可大幅度降低客車的運行成本； (2)在城市短距離行駛時，只用電動機/發(fā)電機一體機驅(qū)動，能實現(xiàn)"零污染"狀態(tài) 行駛； (3)本車具有再生制動反饋功能，在車輛減速制動時，將動能轉化為電能存儲起 來，同時還能減少剎車片的損耗； (4)動力電池組只起功率調(diào)峰的作用，同時淺充淺放，與純電動車相比，所需動力 電池容量小，重量輕，壽命長。

圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為圖1的俯視圖。
圖3為本實用新型的原理框圖； 圖4為本實用新型(燃氣發(fā)動機)的連接示意圖。 圖5為本實用新型(燃油發(fā)動機)的連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步對本實用新型加以說明。
實施例1 : 氣電混合動力客車三類底盤如圖1、圖2、圖3和圖4所示，并聯(lián)式氣電混合動力客 車底盤主要由車架18、前橋19、燃氣發(fā)動機l、自動離合器2、電動機/發(fā)電機一體機3、變速 箱4、驅(qū)動橋5、逆變器6、動力電池組7、動力傳動系統(tǒng)總控制器8、電子油門9、氣瓶10、電 磁閥11、減壓閥12和氣量控制器13等部件組成。其中，在車架18的前部安裝前橋19，車 架18的后部安裝驅(qū)動橋5，車架18以及前橋19、驅(qū)動橋5與車架18的連接方式和現(xiàn)有技 術相同，在此不做贅述。在所述車架18的尾部安裝燃氣發(fā)動機l，該燃氣發(fā)動機1為以天然 氣或液化石油氣或煤層氣為燃料的燃氣發(fā)動機，燃氣發(fā)動機1的進氣口與氣量控制器13的 出口經(jīng)氣管相連，氣量控制器13的入口經(jīng)氣管與減壓閥12的出口連通，減壓閥12的入口 與氣瓶10的出氣口連通，在減壓閥12與氣瓶10之間的氣管上安裝有電磁閥11。 從圖1、圖2、圖3和圖4中可知，在燃氣發(fā)動機1的前方安裝變速箱4，該變速箱4 可以是手動變速箱，也可以是機械自動變速箱，變速箱4的輸出軸與驅(qū)動橋5連接，在所述 燃氣發(fā)動機1與變速箱4之間設有自動離合器2和電動機/發(fā)電機一體機3，燃氣發(fā)動機1 的輸出端與自動離合器2的輸入軸連接，自動離合器2的輸出軸與電動機/發(fā)電機一體機 3轉子的一端連接，電動機/發(fā)電機一體機3轉子的另一端與變速箱4的輸入軸連接。 電動機/發(fā)電機一體機3為交流電動機/發(fā)電機一體機，電動機/發(fā)電機一體機 3經(jīng)導線與逆變器6相連，逆變器6經(jīng)導線與動力電池組7相連，動力電池組7為鋰離子動 力電池，安裝在燃氣發(fā)動機1的上方。 燃氣發(fā)動機1 、自動離合器2、電動機/發(fā)電機一體機3、變速箱4及逆變器6經(jīng)CAN 總線與動力傳動系統(tǒng)總控制器8連接，該動力傳動系統(tǒng)總控制器8經(jīng)導線與電子油門9相 連，由電子油門9發(fā)出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器8處理后，發(fā)出控制指令，控制燃氣發(fā)
5動機1、自動離合器2、電動機/發(fā)電機一體機3及逆變器6工作。所述逆變器6和動力傳 動系統(tǒng)總控制器8分居在變速箱4的兩旁，其中逆變器6安裝在車架18右縱梁的外側，動 力傳動系統(tǒng)總控制器8安裝在車架18左縱梁的外側。 純電動模式開關15設置在儀表臺上，經(jīng)導線與動力傳動系統(tǒng)總控制器8相連，純 電動模式開關15發(fā)出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器8處理后，發(fā)出控制指令，混合動力系 統(tǒng)進入純電動工作模式。動力傳動系統(tǒng)總控制器8還通過導線與啟動開關16和剎車踏板 17連接，剎車踏板17及電子油門9設置在車架前部方向盤的下方，啟動開關16設置在儀表 臺上。 動力電池組7具有充電接口 14外接充電裝置，對動力電池組7充電。 本實用新型可根據(jù)客車的運行情況，調(diào)整動力輸出模式，以降低能源消耗。具體
為 (1)當啟動開關16接通且動力電池組電量大于30%時，進入動力電機啟動發(fā)動機 模式，在該模式下，動力傳動系統(tǒng)總控制器8發(fā)出控制指令，動力電池組7放電，經(jīng)逆變器6 將直流電轉換為交流電，驅(qū)動電動機/發(fā)電機一體機3轉動，自動離合器2閉合，從而啟動 燃油/燃氣發(fā)動機。 (2)當車輛停站或遇紅燈等待時(動力電池組電量大于30% )，動力傳動系統(tǒng)總 控制器8自動關閉發(fā)動機，進入發(fā)動機自動停機/啟動模式。當車輛采用發(fā)動機自動停機 /啟動模式停機后，只要電子油門9發(fā)出指令，動力傳動系統(tǒng)總控制器8接收電子油門9發(fā) 出的指令后，發(fā)出控制指令，動力電池組7放電，經(jīng)逆變器6將直流電轉換為交流電，驅(qū)動交 流電動機/發(fā)電機一體機3轉動驅(qū)動車輛起步，在這個過程中，燃氣發(fā)動機1的啟動機自動 啟動發(fā)動機1，離合器2自動閉合。 (3)當按下純電動模式開關15時(動力電池組電量大于30%)，進入純電動模式， 當車輛采用純電動模式時，電子油門9發(fā)出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器8接收后，動力 傳動系統(tǒng)總控制器8發(fā)出控制指令，自動離合器2分離，動力電池組7放電，經(jīng)逆變器6將 直流電轉換為交流電，驅(qū)動交流電動機/發(fā)電機一體機3轉動，交流電動機/發(fā)電機一體機 3帶動變速箱運轉，從而帶動驅(qū)動橋，驅(qū)動車輛行駛。 (4)當動力電池組7電量大于30%，且發(fā)動機轉速在1800轉以下時，進入燃氣發(fā) 動機和交流電機共同驅(qū)動模式(并聯(lián)驅(qū)動模式)，當車輛采用燃氣發(fā)動機和交流電機共同 驅(qū)動模式時，電子油門9發(fā)出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器8接收后，發(fā)出控制指令，燃氣 發(fā)動機運轉，自動離合器閉合，同時，動力電池組7放電，經(jīng)逆變器6將直流電轉換為交流 電，驅(qū)動交流電動機/發(fā)電機一體機3轉動，由發(fā)動機和電動機/發(fā)電機一體機3的合成力 矩帶動變速箱4運轉，從而帶動驅(qū)動橋5，驅(qū)動車輛加速行駛。 (5)當動力電池組7電量小于30%，或者燃氣發(fā)動機1轉速在1800以上時，進入 燃氣發(fā)動機1單獨驅(qū)動模式，當車輛采用燃氣發(fā)動機1單獨驅(qū)動模式運行時，電子油門9發(fā) 出指令，由動力傳動系統(tǒng)總控制器8接收后，發(fā)出控制指令，燃氣發(fā)動機1運轉，自動離合器 2閉合，帶動電動機/發(fā)電機一體機3、變速箱4運轉，從而帶動驅(qū)動橋5，驅(qū)動車輛行駛，此 時發(fā)動機1若有富余功率，電動機/發(fā)電機一體機3轉換為交流發(fā)電狀態(tài)，經(jīng)逆變器6將交 流電轉換為直流電，對鋰離子動力電池組7進行充電。 (6)當動力傳動系統(tǒng)總控制器8收到剎車踏板17的制動信號時，進入再生制動模式，動力傳動系統(tǒng)總控制器8收到制動信號后，發(fā)出控制指令，電動機/發(fā)電機一體機3轉 換為交流發(fā)電機狀態(tài)，由驅(qū)動橋5傳來的慣性扭矩，經(jīng)變速箱4帶動電動機/發(fā)電機一體機 3運轉，電動機/發(fā)電機一體機3發(fā)電，經(jīng)逆變器6將交流電轉換為直流電，對動力電池組7 進行充電。 (7)當上述六種模式全部屏蔽時，可進入外接充電模式，可用外接充電器的方式對 動力電池組7進行充電。 實施例2 :油電混合動力客車三類底盤如圖1、圖2、圖5所示，本實施例中，燃油發(fā) 動機1是以柴油為燃料的燃油發(fā)動機，采用油箱供油，油箱替代實施例1中的氣瓶10、電磁 閥11、減壓閥12和氣量控制器13等氣路部件，本實施例的其余結構以及動力輸出模式與實 施例l相同，在此不做贅述。
權利要求一種同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤，在車架(18)的前部安裝前橋(19)，后部安裝驅(qū)動橋(5)，尾部安裝燃油/燃氣發(fā)動機(1)，所述燃油/燃氣發(fā)動機(1)的前方具有變速箱(4)，該變速箱(4)的輸出軸與驅(qū)動橋(5)連接，其特征在于在所述燃油/燃氣發(fā)動機(1)與變速箱(4)之間設有自動離合器(2)和電動機/發(fā)電機一體機(3)，燃油/燃氣發(fā)動機(1)的輸出端與自動離合器(2)的輸入軸連接，自動離合器(2)的輸出軸與電動機/發(fā)電機一體機(3)轉子的一端連接，電動機/發(fā)電機一體機(3)轉子的另一端與變速箱(4)的輸入軸連接；在所述燃油/燃氣發(fā)動機(1)的上方設置動力電池組(7)，該動力電池組(7)經(jīng)導線與逆變器(6)相連，逆變器(6)經(jīng)導線與電動機/發(fā)電機一體機(3)相連；所述燃油/燃氣發(fā)動機(1)、自動離合器(2)、電動機/發(fā)電機一體機(3)及逆變器(6)經(jīng)CAN總線與動力傳動系統(tǒng)總控制器(8)連接，該動力傳動系統(tǒng)總控制器(8)經(jīng)導線分別與純電動模式開關(15)和電子油門(9)相連，動力傳動系統(tǒng)總控制器(8)接收該純電動模式開關(15)和電子油門(9)發(fā)出的指令，輸出控制指令給燃油/燃氣發(fā)動機(1)、自動離合器(2)、電動機/發(fā)電機一體機(3)及逆變器(6)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤，其特征在于 所述變速箱(4)為手動變速箱或機械自動變速箱。
3. 根據(jù)權利要求l所述的同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤，其特征在于 所述發(fā)動機(1)為以柴油或天然氣、液化石油氣、煤層氣為燃料的發(fā)動機。
4. 根據(jù)權利要求l所述的同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤，其特征在于 所述動力電池組(7)具有充電接口 (14)外接充電裝置。
專利摘要一種同軸并聯(lián)式油電/氣電混合動力客車三類底盤，燃油/燃氣發(fā)動機的輸出端與自動離合器的輸入軸連接，自動離合器的輸出軸與電動機/發(fā)電機一體機轉子的一端連接，電動機/發(fā)電機一體機轉子的另一端與變速箱的輸入軸連接；動力電池組經(jīng)導線與逆變器相連，逆變器經(jīng)導線與電動機/發(fā)電機一體機相連；燃油/燃氣發(fā)動機、自動離合器、電動機/發(fā)電機一體機及逆變器經(jīng)CAN總線與動力傳動系統(tǒng)總控制器連接，該動力傳動系統(tǒng)總控制器經(jīng)導線分別與純電動模式開關和電子油門相連。本實用新型可根據(jù)客車的運行情況，調(diào)整動力輸出模式，大幅度地降低燃料消耗和尾氣排放，運行成本也大大降低。
文檔編號B60K17/12GK201511806SQ20092020670
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權日2009年10月19日
發(fā)明者萬昶, 代幼文, 田野, 鄧平 申請人:重慶恒通客車有限公司